Analisis Kinerja Saluran Drainase di Daerah Tangkapan Air
Hujan Sepanjang Kali Pepe Kota Surakarta
TUGAS AKHIR
Disusun untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar sarjana teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Disusun oleh:
MURSITANINGSIH
I 8706035
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
ABSTRAK
Mursitaningsih, 2009. Analisis Kinerja Saluran Drainase di Daerah Tangkapan Air Hujan Sepanjang Kali Pepe Kota Surakarta. Tugas akhir Program DIII Infrastruktur Perkotaan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.
Prasarana dan sarana atau infrastruktur diartikan sebagai fasilitas fisik suatu kota atau negara yang sering disebut pekerjaan umum yang meliputi bangunan atau fasilitas-fasilitas dasar, peralatan-peralatan, dan instalasi yang dibangun untuk mendukung berfungsinya suatu sistem perkotaan. Mengingat begitu luasnya cakupan infrastruktur maka dalam hal ini kajian memfokuskan pada saluran drainase.
Drainase dapat didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. Saluran drainase direncanakan untuk dapat melewatkan debit rencana dengan aman. Perencanaan drainase yang harus diperhatikan adalah data curah hujan, tata guna lahan dan dimensi saluran.
Saluran drainase direncanakan untuk menampung debit rencana dengan aman berdasarkan data curah hujan, tata guna lahan dan dimensi saluran. Saluran drainase di daerah tangkapan air hujan sepanjang Kali Pepe merupakan salah satu Prasarana yang mendukung berfungsinya suatu sistem perkotaan di Kota Surakarta. Pada saluran yang ada di sepanjang daerah Kali Pepe tersebut sering terjadi genangan setiap musim hujannya maka perlu dilakukan kajian untuk menganalisis kapasitas saluran drainase tersebut.
Data yang digunakan dalam perencanaan adalah data sekunder. Data sekunder diperoleh dari gambar skema saluran drainase dan data-data mengenai dimensi saluran serta data hidrologi. Data-data yang diperoleh kemudian di analisis untuk memperoleh debit rencana dan kapasitas saluran drainase. Debit rencana dihitung dengan mengunakan rumus rasional dan kapasitas saluran dihitung dengan rumus kontinuitas dan manning.
Hasil yang diperoleh diketahui bahwa ada 6 bagian saluran yang terjadi luapan air pada debit rencana periode ulang 5-tahunan.
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Air adalah unsur utama bagi kehidupan umat manusia. Tetapi air juga dapat menjadi musuh dahsyat bagi manusia bila tidak ditata dengan baik sebagaimana dialami oleh banyak Negara di dunia ini, termasuk Indonesia. Permasalahan lingkungan yang sering dijumpai di Negara kita pada saat ini adalah terjadinya banjir pada musim hujan, dan salah satu upaya dalam menanggulangi banjir ini adalah dengan membuat saluran drainase yang mampu menampung air hujan dengan baik.
Drainase mempunyai arti mengalirkan, menguras, membuang, atau mengalihkan air. Secara umum, drainase didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan/atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. Drainase juga diartikan sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air tanah dalam kaitannya dengan salinitas. Dalam bidang teknik sipil, drainase secara umum dapat didefinisikan sebagai salah satu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air, baik yang berasal dari air hujan, rembesan, maupun kelebihan air irigasi dari suatu kawasan atau lahan. Jika penanganan drainase kurang baik, maka akan mengakibatkan tergenangnya daerah sekitar saluran drainase.
Saluran drainase atau pengendalian banjir adalah salah satu dari 12 komponen umum infrastruktur, sehingga perlu dilakukan kajian untuk mengetahui kapasitas saluran drainase dapat menampung debit rencana atau tidak. Tergenangnya daerah sekitar saluran drainase di Kali Pepe, karena air yang mengalir di saluran drainase melebihi kapasitas tampungan saluran sehingga air meluap dan menimbulkan genangan di daerah sekitarnya. Oleh sebab itu perlu dilakukan kajian , dalam hal ini difokuskan pada sistem saluran drainase di daerah tangkapan air hujan sepanjang Kali Pepe Hulu Kota Surakarta.
1.2. Rumusan Masalah
Masalah yang dapat dirumuskan dari latar belakang masalah di atas adalah:
Apakah saluran drainase di daerah tangkapan sepanjang Kali Pepe Hulu di Kota Surakarta dapat menampung debit rencana?
1.3. Batasan Masalah
Untuk mempertajam hasil penelitian maka perlu adanya pembatasan masalah sehingga pembahasan tidak terlalu melebar, yaitu:
1. Studi kasus dilakukan di saluran daerah tangkapan sepanjang Kali Pepe Hulu Kota Surakarta, dengan penekanan pada permasalahan drainase.
2. Saluran drainase yang dipantau sesuai dengan skema daerah tangkapan sistem drainase Kota Surakarta.
3. Air yang mengalir dalam saluran drainase berasal dari air hujan.
4. Saluran drainase di daerah tangkapan sepanjang Kali Pepe Hulu berupa saluran terbuka.
1.4. Tujuan Penelitian
Untuk menganalisis kapasitas sistem saluran drainase di daerah tangkapan air hujan sepanjang Kali Pepe Hulu.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan muncul dari penelitian ini adalah: 1. Manfaat teoritis
Untuk pengembangan ilmu pengetahuan di bidang teknik sipil sesuai dengan teori yang didapat di bangku perkuliahan khususnya mengenai permasalahan dsrainase dan solusi yang atas permasalahan tersebut.
2. Manfaat praktis
Hasil penelitian ini dapat memberikan tambahan informasi kepada masyarakat dan Dinas Pekerjaan Umum wilayah Kota Surakarta dalam hal perencanaan sistem drainse yang telah dibangun pada lokasi tersebut.
1.6. Sumber Data
1.7. Sistematika Penyusunan Laporan
Laporan Tugas Akhir ini terdiri dari 5 Bab yang berhubungan dengan masalah drainase. Secara garis besar sistematika penyusunan laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
BAB 1. PENDAHULUAN
Berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, , sumber data, dan sistematika penyusunan laporan. BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Berisi tentang tinjauan pustaka dan dasar teori. BAB 3. METODE PENELITIAN
Berisi tentang lokasi penelitian, waktu penelitian, obyek penelitian, parameter yang diteliti, langkah-langkah penelitian.
BAB 4. PENGOLAHAN DATA DAN PEMBAHASAN
Berisi tentang pengumpulan data, pengolahan data dan pembahasan. BAB 5. KESIMPULAN
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka
2.1.1. Sistem Drainase
Drainase merupakan salah satu fasilitas dasar yang dirancang sebagai sistem guna memenuhi kebutuhan masyarakat dan merupakan komponen penting dalam perencanaan kota (perencanaan infrastruktur khususnya). Drainase yang berasal dari bahasa Inggris yaitu drainage mempunyai arti mengalirkan, menguras, membuang, atau mengalihkan air. Secara umum, drainase dapat didefinisikan sebagai suatu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air, baik yang berasal dari air hujan, rembesan, maupun kelebihan air irigasi dari suatu kawasan atau lahan, sehingga fungsi kawasan atau lahan tidak terganggu (Suripin, 2004).
Selain itu, drainase dapat juga diartikan sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air tanah. Jadi, drainase tidak hanya menyangkut air permukaan tapi juga air tanah.
Sesuai dengan prinsip sebagai jalur pembuangan maka pada waktu hujan, air yang mengalir di permukaan diusahakan secepatnya dibuang agar tidak menimbulkan genangan yang dapat mengganggu aktivitas dan bahkan dapat menimbulkan kerugian (R. J. Kodoatie, 2005).
Adapun fungsi drainase menurut R. J. Kodoatie adalah:
1. Membebaskan suatu wilayah (terutama yang padat dari permukiman) dari genangan air, erosi dan banjir.
3. Kegunaan tanah permukiman padat akan menjadi lebih baik karena terhindar dari kelembaban.
4. Dengan sistem yang baik tata guna lahan dapat dioptimalkan dan juga memperkecil kerusakan-kerusakan struktur tanah untuk jalan dan bangunan lainnya.
Sistem drainase secara umum dapat didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal (Suripin,2004).
Bangunan dari sistem drainase pada umumnya terdiri dari saluran penerima (interceptor drain), saluran pengumpul (collector drain), saluran pembawa (conveyor drain), saluran induk (main drain), dan badan air penerima (receiving waters).
Menurut R. J. Kodoatie sistem jaringan drainase di dalam wilayah kota dibagi atas 2 (dua) bagian yaitu:
1 Sistem Drainase Mayor
2 Sistem Drainase Mikro
Sistem drainase mikro yaitu sistem saluran dan bangunan pelengkap drainase yang menampung dan mengalirkan air dari daerah tangkapan hujan. Secara keseluruhan yang termasuk dalam sistem drainase mikro adalah saluran di sepanjang sisi jalan, saluran/selokan air hujan di sekitar bangunan, gorong-gorong, saluran drainase kota dan lain sebagainya dimana debit air yang dapat ditampungnya tidak terlalu besar.
Pada umumnya drainase mikro ini direncanakan untuk hujan dengan masa ulang 2, 5 atau 10 tahun tergantung pada tata guna lahan yang ada. Sistem drainase untuk lingkungan permukiman lebih cenderung sebagai sistem drainase mikro.
2.1.2. Permasalahan Drainase
Permasalah drainase perkotaan bukanlah hal yang sederhana. Banyak faktor yang mempengaruhi dan pertimbangan yang matang dalam perencanaan, antara lain : 1. Peningkatan Debit
Manajemen sampah yang kurang baik memberi kontribusi percepatan pendangkalan/penyempitan saluran dan sungai. Kapasitas sungai dan saluran drainase menjadi berkurang, sehingga tidak mampu menampung debit yang terjadi, air meluap dan terjadilah genangan atau bahkan bisa terjadi banjir. 2. Penataan Lingkungan
a. Perkembangan perumahan-perumahan baru terutama oleh
developer/pengembang tidak diikuti dengan penataan drainase yang memadai.
b. Bangunan-banguna penduduk yang mempersempit dimensi saluran.
3. Perubahan Tata Guna Lahan
a. Pada daerah-daerah bekas persawahan, pada awalnya saluran drainase yang ada merupakan saluran irigasi. Perubahan fungsi ini tidak diikuti dengan perubahan desain saluran.
b. Perubahan tata guna lahan yang tidak sesuai dengan perencanaan, terutama pada daerah bantaran sungai dan badan-badan saluran untuk pemukiman. c. Hampir semua kawasan merupakan lahan bangunan dan kawasan resapan
yang ada sangat kecil.
d. Sebagian saluran yang ada masih saluran alam padahal lahan yang semula kosong telah menjadi pemukiman padat.
4. Kapasitas Saluran
Saluran yang sudah ada kurang mampu menampung kapsitas debit air hujan padahal lahan untuk pengembangan saluran sudah tidak ada (normalisasi) non teknis.
5. Fungsi
Penyalahgunaan fungsi saluran itu sendiri yang sebagian saluran masih berfungsi campuran (mixed used) untuk drainase dan saluran limbah.
6. Peran Masyarakat
Kurangnya kesadaran masyarakat/partisipasi masyarakat yang rendah yang membuang sampah pada saluran sehingga mengakibatkan jalan air tidak lancar.
2.1.3. Perencanaan Saluran Drainase
Saluran drainase harus direncanakan untuk dapat melewatkan debit rencana dengan aman. Perencanaan teknis saluran drainase menurut Suripin (dalam TA Puput Chandra K) mengikuti tahapan-tahapan sebagai berikut:
1. Menentukan debit rencana. 2. Menentukan jalur saluran.
5. Mengatur dan merencanakan bangunan-bangunan serta fasilitas sistem drainase.
2.2. Landasan Teori
2.2.1. Debit Rencana
Perhitungan debit rencana untuk saluran drainase di daerah perkotaan dapat dilakukan dengan menggunakan rumus rasional atau hidrograf satuan. Dalam perencanaan saluran drainase dapat dipakai standar yang telah ditetapkan, baik periode ulang dan cara analisis yang dipakai, tinggi jagaan, struktur saluran, dan lain-lain.
Tabel 2.1 Kriteria desain hidrologi sistem drainase perkotaan
Luas DAS (ha) Periode ulang (tahun) Metode perhitungan debit banjir
< 10 2 Rasional
10 – 100 2 – 5 Rasional 101 – 500 5 – 20 Rasional
> 500 10 – 25 Hidrograf satuan
(Sumber: Suripin, 2004)
2.2.1.1. Periode Ulang dan Analisis Frekuensi
Periode ulang adalah waktu perkiraan di mana hujan dengan suatu besaran tertentu akan disamai atau dilampaui. Besarnya debit rencana untuk fasilitas drainase tergantung pada interval kejadian atau periode ulang yang dipakai. Dengan memilih debit dengan periode ulang yang panjang dan berarti debit rencana besar, kemungkinan terjadinya debit banjir yang melampaui debit rencana dan resiko kerusakan menjadi menurun, namun biaya konstruksi untuk menampung debit yang besar meningkat. Sebaliknya debit dengan periode ulang yang terlalu kecil dapat menurunkan biaya konstruksi, tetapi meningkatkan resiko kerusakan akibat banjir.
frekuensi dan empat jenis distribusi yang banyak digunakan dalam bidang hidrologi, antara lain:
1. Distribusi Normal
Distribusi normal disebut pula distribusi Gauss. Secara sederhana, persamaan distribusi normal dapat ditulis sebagai berikut:
S K X
XT = + T´ ... (2.1) dimana :
XT = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T-tahunan, C = Nilai rata-rata hitung variat,
S = Deviasi standar nilai variat,
KT = Faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau periode ulang. Nilai KT dapat dilihat pada tabel nilai variabel reduksi Gauss.
Tabel 2.2 Nilai variabel reduksi Gauss No Periode
Ulang Peluang KT No
Periode
Ulang Peluang KT
1 1,001 0,999 -3,05 12 3,330 0,300 0,52
2 1,005 0,995 -2,58 13 4,000 0,250 0,67
3 1,010 0,990 -2,33 14 5,000 2,00 0,84
4 1,050 0,950 -1,64 15 10,000 0,100 1,28
5 1,110 0,900 -1,28 16 20,000 0,050 1,64
6 1,250 0,800 -0,84 17 50,000 0,020 2,05
7 1,330 0,750 -0,67 18 100,000 0,010 2,33
8 1,430 0,700 -0,52 19 200,000 0,005 2,58
9 1,670 0,600 -0,25 20 500,000 0,002 2,88
10 2,000 0,500 0 21 1000,000 0,001 3,09
11 2,500 0,400 0,25
2. Distribusi Log Normal
Jika variabel acak Y = log X terdistribusi secara normal, maka X dikatakan mengikuti distribusi Log Normal. Persamaan distribusi log normal dapat ditulis dengan:
S
T T =U+K ´
U ……….. (2.2)
Dimana :
YT = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T-tahunan
YT = Log X ……….. (2.3)
U = Nilai rata-rata hitung variat, S = Deviasi standar nilai variat,
KT = Faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau periode ulang. Nilai KT dapat dilihat pada tabel nilai variabel reduksi Gauss.
3. Distribusi Log-Person III
Persamaan distribusi Log-Person III hampir sama dengan persamaan distribusi Log Normal, yaitu sama-sama mengkonversi ke dalam bentuk logaritma.
S
T T =U+K ´
U ……….. (2.4)
Tabel 2.3 Nilai KT untuk distribusi Log-Person III Interval kejadian (periode ulang)
1,0101 1,2500 2 5 10 25 50 100
Interval kejadian (periode ulang)
4. Distribusi Gumbel
Bentuk dari persamaan distribusi Gumbel dapat ditulis sebagai berikut: XTr = C + K . S ……….. (2.5) Besarnya faktor frekuensi dapat ditentukan dengan rumus berikut:
n n Tr
S Y
K = -U ……….. (2.6)
Dimana:
XT = Besarnya curah hujan untuk periode tahun berulang Tr tahun (mm), Tr = Periode tahun berulang (return period) (tahun),
C = Curah hujan maksimum rata-rata selama tahun pengamatan (mm), S = Standard deviasi,
K = Faktor frekuensi, YTr = Reduced variate, Yn = Reduced mean, Sn = Reduced standard.
Besarnya nilai Sn, Yn, dan YTr dapat dilihat dalam tabel sebagai berikut:
Tabel 2.4 Reduced mean (Yn)
N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 0,4952 0,4996 0,5035 0,5070 0,5100 0,5128 0,5157 0,5181 0,5202 0,5220 20 0,5236 0,5252 0,5268 0,5283 0,5296 0,5309 0,5320 0,5332 0,5343 0,5353 30 0,5362 0,5371 0,5380 0,5388 0,5396 0,5403 0,5410 0,5418 0,5424 0,5436 40 0,5436 0,5442 0,5448 0,5453 0,5458 0,5463 0,5468 0,5473 0,5477 0,5481 50 0,5485 0,5489 0,5493 0,5497 0,5501 0,5504 0,5508 0,5511 0,5515 0,5518 60 0,5521 0,5524 0,5527 0,5530 0,5533 0,5535 0,5538 0,5540 0,5543 0,5545 70 0,5548 0,5550 0,5552 0,5555 0,5557 0,5559 0,5561 0,5563 0,5565 0,5567 80 0,5569 0,5570 0,5572 0,5574 0,5576 0,5578 0,5580 0,5581 0,5583 0,5585 90 0,5586 0,5587 0,5589 0,5591 0,5592 0,5593 0,5595 0,5596 0,5598 0,5599 100 0,5600 0,5602 0,5603 0,5604 0,5606 0,5607 0,5608 0,5609 0,5610 0,5611
Tabel 2.5 Reduced standard deviation (Sn)
Tabel 2.6 Reduced variate (YTr)
Periode Ulang pendekatan dengan parameter-parameter statistik untuk menentukan distribusi yang tepat digunakan. Parameter-parameter tersebut meliputi:
d. Koefisien skewness (Cs) =
e. Koefisien ketajaman (Ck) =
(
)
Tabel 2.7 Karakteristik distribusi frekuensi Jenis distribusi frekuensi Syarat distribusi Distribusi Normal Cs = 0 dan Ck = 3 Distribusi Log Normal Cs >0 dan Ck >3
Distribusi Gumbel Cs = 1,139 dan Ck =5,402 Distribusi Log-Person III Cs antara 0 – 0,9
(Sumber: Soewarno, 1995 dalam TA Rahman Hakim 2009)
Untuk menilai besarnya penyimpangan maka dibuat batas kepercayaan dari hasil perhitungan XTr dengan uji Smirnov-Kolmogorov. Uji Smirnov-Kolmogorov sering juga disebut juga uji kecocokan non parametik, karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. Prosedur pelaksanaannya adalah sebagai berikut:
a. Urutkan data (dari besar ke kecil atau sebaliknya) dan tentukan besarnya peluang dari masing-masing data tersebut.
X1 = P(X1) X2 = P(X2)
X3 = P(X3) dan seterusnya.
b. Urutkan nilai masing-masing peluang teoritis dari hasil pengambaran data (persamaan distribusinya).
X1 = P’(X1) X2 = P’(X2)
c. Dari kedua nilai peluang tersebut, tentukan selisih terbesarnya antar peluang pengamatan dengan peluang teoritis.
Dmaksimum = P(Xn) – P’(Xn) ………...…. (2.12) d. Berdasarkan tabel nilai kritis (Smirnov-Kolmogorov test) tentukan harga Do.
Tabel 2.8 Nilai kritis Do untuk uji Smirnov-Kolmogorov Derajat kepercayaan (a)
(Sumber: Bonnier, 1980 dalam Suripin, 2004)
Apabila nilai Dmaksimum lebih kecil dari Do, maka distribusi teoritis yang digunakan untuk menentukan persamaan distribusi dapat diterima. Apabila Dmaksimum lebih besar dari Do, maka secara teoritis pula distribusi yang digunakan tidak dapat diterima.
2.2.1.2. Metode Rasional
Q = 0,002778 C . I . A ...(2.13) Dimana:
Q = laju aliran permukaan (debit) puncak (m3/detik), C = koefisien aliran permukaan (0 ≤ C ≤ 1),
I = intensitas hujan (mm/jam), Asungai = luas DAS (ha).
2.2.1.3. Penampang Melintang Saluran
Gambar 2.1 Penampang Melintang Basah Saluran
Pada umumnya tipe aliran melalui saluran terbuka adalah turbulen, karena kecepatan aliran dan kekasaran dinding relatif besar. Aliran melalui saluran terbuka akan turbulen apabila angka Reynolds Re > 2.000 dan laminer apabila Re < 500. Rumus Reynolds dapat ditulis sebagai berikut:
Re = ...(2.14) B
Y
my my
b+2my 1
Dengan : Re = angka Reynolds,
V = kecepatan aliran (m/det),
L = panjang karakteristik (m), pada saluran muka air bebas L = R,
υ = kekentalan kinematik (m2/det).
Untuk mencari nilai debit aliran dapat menggunakan rumus Manning yang dapat ditulis sebagai berikut :
2 1 3 2 R n A
Q= I ...(2.15)
Dengan : Q = debit aliran (m3/dt), R = jari-jari hidraulik (m), I = kemiringan dasar aliran, n = koefisien manning.
Nilai R dapat dicari dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
R = ...(2.16)
Dengan : A = luas penampang basah (m2), P = keliling penampang basah (m), R = jari-jari hidraulik (m).
Dengan : B = lebar dasar saluran (m), y = tinggi muka air (m), m = kemiringan dinding saluran.
Nilai P dapat dicari dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
P = ………...(2.18)
Dengan : P = keliling basah saluran (m)
Nilai koefisien Manning dapat dicari dengan melihat Tabel 2.10 Tabel 2.9 Nilai koefisien Manning
Bahan Koefisien Manning
(n) Besi tuang dilapis
Kaca
Saluran beton Bata dilapis mortar Pasangan batu disemen Saluran tanah bersih Saluran tanah
Saluran dengan dasar batu dan tebing rumput Saluran pada galian batu padas
0,014 0,010 0,013 0,015 0,025 0,022 0,030 0,040 0,040 (Sumber: B, Triatmodjo, 1993)
Penampang melintang saluran yang paling ekonomis adalah saluran yang dapat melewatkan debit maksimum untuk luas penampang basah, kekasaran, dan kemiringan dasar tertentu.
2.2.2. Intensitas Hujan
Seandainya data hujan yang diketahui hanya hujan harian, maka oleh Mononobe
R24 = Curah hujan maksimum harian dalam 24 jam (mm).
Jika data yang tersedia adalah data hujan jangka pendek dapat dihitung dengan
Kirpich (1940) dalam Suripin (2004) mengembangkan rumus dalam memperkirakan waktu konsentrasi, dimana dalam hal ini durasi hujan diasumsikan sama dengan waktu konsentrasi.
Rumus waktu konsentrasi tersebut dapat ditulis sebagai berikut:
385
Dimana: tc = Waktu konsentrasi (jam),
2.2.3. Koefisien Aliran Permukaan
Koefisien aliran permukaan didefisinikan sebagai nisbah antara puncak aliran permukaan terhadap intensitas hujan. Faktor utama yang mempengaruhi koefisien adalah laju infiltrasi tanah, kemiringan lahan, tanaman penutup tanah, dan intensitas hujan. Selain itu juga tergantung pada sifat dan kondisi tanah, air tanah, derajad kepadatan tanah, porositas tanah, dan simpanan depresi. Untuk besarnya nilai koefisien aliran permukaan dapat dilihat pada tabel sebagai berikut:
Tabel 2.10 Koefisien aliran untuk metode Rasional
Diskripsi lahan / karakter permukaan Koefisien aliran , C
Business
2.2.4. Penampang Berbentuk Trapesium yang Ekonomis
Luas penampang melintang, A, dan keliling basah, P, saluran dengan penampang melintang yang berbentuk trapesium dengan lebar dasar B. Kedalaman aliran h, dan kemiringan dinding l : m, dalam Suripin (2004) dapat dirumuskan sebagai berikut :
A = (B + mh )h...(2.22) P = B + 2h m2 +1...(2.23) Atau
B = P – 2h m2 +1...(2.24)
Nilai B pada persamaan (2.24) disubstitusikan ke dalam persamaan (2.22), maka diperoleh persamaan berikut:
A =
(
P-2h m2 +1)
h+mh2 AtauA = Ph-2h2 m2 +1+mh2...(2.25)
Gambar 2.2. Penampang Melintang Saluran BerbentukTrapesium
Kita asumsikan bahwa luas penampang, A, dan kemiringan dinding, m, adalah konstan, maka persamaan (2.25) dapat dideferensialkan terhadap h dan dibuat sama dengan nol untuk memperoleh kondisi P minimum.
0 25 1
4 2 + + =
-=P h m mh
dh dA
...(2.26) Atau
Dengan menganggap h konstan, mendeferensialkan persamaan (2.27) dan membuat sama dengan nol, maka diperoleh persamaan berikut:
Penampang melintang saluran yang paling ekonomis adalah saluran yang dapat melewatkan debit maksimum untuk luas penampang basah, kekasaran, dan kemiringan tertentu.
2.2.5. Penampang Berbentuk Persegi yang Ekonomis
Pada penampang melintang saluran berbentuk persegi dengan leber dasar B dan kedalaman h, luas penampang basah A, dan keliling basah P, dalam Suripin (2004) dapat dituliskan sebagai berikut:
A = Bh... (2.34) Substitusi persamaan (2.35) ke dalam persamaan (2.36), maka diperoleh persamaan:
P = h A
+2h ... (2.37) Dengan asumsi luas penampang A, adalah konstan, maka persamaan (2.37) dapat dideferensialkan terhadap h dan dibuat sama dengan nol untuk memperoleh harga
R =
2 2 2
2 2 h
h h
h
=
+ ... (2.40) Perhatikan, bentuk penampeng melintang persegi yang paling ekonomis adalah jika kedalaman air setengah dari lebar dasar saluran, atau jari-jari hidrauliknya setengah dari kedalaman air.
2.2.6. Tinggi Jagaan
Dalam hal ini, untuk menentukan tinggi jagaan dimensi saluran maka digunakan pedoman perhitungan dimensi saluran yang terdapat pada Tabel 2.11. sebagai berikut :
Tabel 2.11. Pedoman perhitungan tinggi jagaan dimensi saluran No Debit (m3/det) Tinggi Jagaan (m)
1 2 3
0.75 – 1.5 1.5 – 3.0 7.5 – 9.0
0.5 0.6 0.6
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1. Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian dilakukan di saluran drainase daerah tangkapan air hujan sepanjang Kali Pepe Kota Surakarta.
3.2. Obyek Penelitian
Obyek penelitian ini adalah saluran drainase yang terdapat pada kawasan daerah tangkapan air hujan sepanjang Kali Pepe yang sesuai dengan gambar skema daerah tangkapan sistem drainase Kota Surakarta yang telah direncanakan sebelumnya.
3.3. Langkah-langkah Penelitian
Penelitian ini dilakukan secara bertahap, langkah-langkah penelitian ini adalah: 1. Mencari data atau informasi
2. Mengolah data 3. Penyusunan laporan
3.3.1. Mencari Data atau Informasi
1. Tahap Persiapan
Tahap dimaksudkan untuk mempermudah jalannya penelitian, seperti pengumpulan data, analisis, dan penyusunan laporan. Tahap persiapan meliputi:
a. Studi Pustaka
Observasi lapangan dilakukan untuk mengetahui dimana lokasi atau tempat dilakukannya pengumpulan data yang diperlukan dalam penyusuan penelitian.
2. Pengumpulan Data
Pengumpulan data dilakukan dengan menggunakan data yang diperoleh dari Dinas wilayah Kota Surakarta. Data sekunder yang diperoleh antara lain:
1) Gambar skema daerah tangkapan sistem saluran drainase Kota Surakarta. 2) Data dimensi saluran drainase terbuka di sepanjang Kali Pepe Hulu. 3) Data cura hujan.
Data curah hujan yang digunakan selama 22 tahun dari tahun 1985 hingga tahun 2006. Data curah hujan yang didapat merupakan data curah hujan maksimum harian dari stasiun terdekat, yang terletak disekitar lokasi daerah tangkapan air hujan. Data curah hujan yang diambil adalah hujan terbesar pada setiap tahun pengamatan.
4) Data spesifikasi perencanaan saluran drainase
3.3.2. Mengolah Data
Setelah mendapatkan data yang diperlukan, langkah selanjutnya adalah mengolah data tersebut. Pada tahap mengolah atau menganalisis data dilakukan dengan menghitung data yang ada dengan rumus yang sesuai.
Gambar 3.1 Diagram Alir Analisis Data
3.3.3. Penyusunan Laporan
Seluruh data yang telah terkumpul kemudian diolah atau dianalisis dan disusun untuk mendapatkan hasil akhir yang dapat memberikan solusi atas kinerja saluran drainase yang ada pada kawasan sepanjang Kali Pepe Hulu Kota Surakarta.
Mulai
Data Curah Hujan
Data Saluran Drainase
Debit Rencana Debit di Saluran
Drainase
Selesai Kesimpulan
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari perhitungan pada bab sebelumnya dapat disimpulkan bahwa :
- Periode ulang yang dipakai pada kawasan Kali Pepe Hulu adalah 5 tahun.
- Dari analisis perhitungan debit pada area 5.1 sebesar 2.085818 m/detik2 lebih
besar dari debit pada lapangan 1.514 m/detik2 yang artinya saluran di lapangan
tidak dapat menampung debit yang terjadi.
- Dari analisis perhitungan debit pada area 5.2 sebesar 4.889476 m/detik2 lebih
besar dari debit pada lapangan 2.673 m/detik2 yang artinya saluran di lapangan
tidak dapat menampung debit yang terjadi.
- Dari analisis perhitungan debit pada area 5.3 sebesar 6.974489 m/detik2 lebih
besar dari debit pada lapangan 2.474 m/detik2 yang artinya saluran di lapangan
tidak dapat menampung debit yang terjadi.
- Dari analisis perhitungan debit pada area 5.4 sebesar 4.481285 m/detik2 lebih
besar dari debit pada lapangan 2.158 m/detik2 yang artinya saluran di lapangan
tidak dapat menampung debit yang terjadi.
- Dari analisis perhitungan debit pada area 5.5 sebesar 7.496243 m/detik2 lebih
besar dari debit pada lapangan 5.580 m/detik2 yang artinya saluran di lapangan
tidak dapat menampung debit yang terjadi.
- Dari analisis perhitungan debit pada kali Pepe Hulu sebesar 25.92731 m/detik2
lebih besar dari debit pada lapangan 5.831 m/detik2 yang artinya saluran di
- Saluran perlu dilakukan pembersihan karena rumput yang tumbuh pada dasar
saluran menyebabkan pendangkalan.
- Adanya saluran di lapangan yang tidak dapat menampung debit yang terjadi
PENUTUP
Puji syukur kami ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan penulisan dan penyusunan Tugas Akhir Analisis Kinerja Sistem Saluran Drainase di Daerah Tangkapan Air Hujan Sepanjang Kali Pepe Kota Surakarta ini dengan baik.
Kami menyadari bahwa dalam penulisan dan penyusunan laporan ini masih terdapat kekurangan dan kesalahan, maka kritik dan saran yang bersifat membangun dapat kami terima agar laporan ini dapat menjadi lebih sempurna dan bermanfaat bagi pembacanya.
DAFTAR PUSTAKA
- Bambang Triatmojo. 1993. Hidraulika II. Yogyakarta: Beta
- Robert J. Kodoatie. 2005. Pengantar Manajemen Infrastruktur. Yogyakarta: Pustaka Pelajar.
- Rahman Hakim Ardiansyah. 2008. Perencanaan Sistem Drainase yang Berkelanjutan di Kawasan Perumahan Flamboyan Indah Desa Bulukan Kecamatan Colomadu. Surakarta. Universitas Sebelas Maret.
